|
|
Buzení a detekce plazmonových polaritonů
Šustr, Libor ; Schmidt, Eduard (oponent) ; Kalousek, Radek (vedoucí práce)
Diplomová práce je věnována problematice buzení a detekce povrchových plazmonových polaritonů viditelným světlem. Nejdříve jsou připomenuty základní pojmy jako vlnění, elektromagnetická vlna, světlo na rozhraní a optické vlastnosti kovů. Nejsou zde provedeny důkazy, ale jen naznačení s odkazy na literaturu. Pomocí těchto pojmů ukážeme na existenci povrchových plazmonových polaritonů. Po seznámení s jejich vlastnostmi budou zřejmé důvody k zavedení speciálních excitačních a detekčních metod. Z nich jsou popsány zejména buzení povrchových plazmonových polaritonů hranolem, periodickou mřížkou a mikroskopem SNOM. Poslední dvě kapitoly jsou věnovány počítačovým simulacím a experimentům spojeným s těmito metodami. Tím se čtenáři naskytne možnost ověření teoretických poznatků z předchozích kapitol. Výsledky simulací doplní výklad k buzení hranolem a periodickou mřížkou a srovnají se s výsledky experimentu, kterým je buzení povrchových plazmonových polaritonů periodickou mřížkou na povrchu hliníku.
|
|
|
Použití kovových a polovodičových nanostruktur pro biodetekci
Kejík, Lukáš ; Skládal, Petr (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá dvěma způsoby aplikace zlatých diskových nanostruktur vykazujících plazmonové rezonance pro biodetekci. První část se týká detekce změny fáze na plazmonických anténách pomocí koherencí řízeného holografického mikroskopu. Bylo zjištěno, že změna fáze se zvýrazňuje s rostoucí vlnovou délkou osvitu, kdy je buzena plazmonová rezonance na anténách větších rozměrů. Dále byla prokázána citlivost fáze na změnu indexu lomu okolního prostředí, přičemž největší fázová změna nastala pro antény v rezonanci s vlnovou délkou osvitu. Druhá část práce se týká kombinace optické spektroskopie detekující plazmonové rezonance a voltametrie charakterizující elektrochemickou aktivitu. V této části byl pozorován postupný posuv rezonanční vlnové délky v přítomnosti SSC pufru, avšak tento vliv je s časem stále menší. Provedené experimenty také ukázaly nevhodnost užití kyslíkového plazmatu k čištění povrchu vzorku, protože způsobuje oxidaci kovů včetně zlata.
|
|
|
Lokalizované povrchové plazmony: principy a aplikace
Kvapil, Michal ; Schmidt, Eduard (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá plasmonickými nanostrukturami pro viditelnou, případně blízkou infračervenou, oblast elektromagnetického spektra. Nejdříve jsou připomenuty základní pojmy nutné k popisu vlastností plasmonických nanostruktur. Následně se práce zabývá rezonančními vlastnostmi zlatých nanoantén na skleněném substrátu a v přítomnosti nanokrystalického diamantu. Ke stanovení rezonančních vlastností a zesílení elektrického pole v okolí nanostruktur je užito FDTD simulací. Závěrem je uveden možný postup výroby antén a ověření jejich rezonančních vlastností.
|
|
|
SNOM sondy se speciálními vlastnostmi
Slabý, Vít ; Kalousek, Radek (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá skenovací mikroskopií v blízkém poli (SNOM). Pomocí SNOM je experimentálně měřeno blízké pole interference povrchových plazmonových polaritonů (PPP) na strukturách tvořených drážkami na kovové vrstvě a je diskutován vliv charakteristik měřicí sondy na výsledky měření. Vliv některých charakteristik je numericky simulován. Poznatky získané v předchozí práci jsou využity pro konstrukční návrh experimentální aparatury nazvané NanoGIS, která má sloužit pro přípravu nanostruktur.
|
|
|
Výroba a testování mikrobolometru či jiného infračerveného detektoru na bázi plazmonických antén
Děcký, Marek ; Gallina, Pavel (oponent) ; Liška, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem a výrobou infračervených detektorů. Mimo provedení rešeršní studie na dané téma a téma plazmoniky, mezi hlavní výsledky této práce patří návrh, výroba a testování takového detektoru. Konkrétně pak nechlazeného mikrobolometru využívajícího plazmonických antén k zesílení absorpce pomocí silné vazby, jež vzniká mezi lokalizovanými plazmony zlatých antén a fonony tenké dielektrické vrstvy oxidu křemičitého. Samotná výroba mikrobolometrů několika různých typů na křemíkovém substrátu byla provedena za pomoci elektronové litografie, optické litografie a technikami depozice tenkých vrstev. Jednotlivé mikrobolometry se lišily především tloušťkou vrstvy mezi teplotně citlivými meandry a anténami ale také rozměrem antén. U prvních dvou sad mikrobolometrů bylo k vytvoření meandrů využito titanu, u poslední sady byl titan nahrazen platinou. Měřením elektrického odporu byla zjišťována reakce mikrobolometru na viditelné a infračervené záření. Bylo zjištěno, že vyrobené mikrobolometry s titanovými meandry výrazně reagovaly na viditelné světlo poklesem odporu. To znamená, že se chovaly jako polovodič. Na infračervené záření také reagovaly poklesem odporu, ale až při teplotách černého tělesa nad 400 °C. Reakce na viditelné a infračervené záření nebyla až na jednu výjimku pozorována u mikrobolometru s platinovými meandry.
|
|
|
Detekce lokalizovaných povrchových plazmonů na kovových nanostrukturách
Konečná, Andrea ; Dub, Petr (oponent) ; Kalousek, Radek (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá teoretickým a experimentálním studiem lokalizovaných povrchových plazmonů vznikajících na kovových nanostrukturách. Analytické výpočty byly srovnány se simulacemi a s měřeními provedenými pomocí sestavené aparatury, pro infračervenou oblast byla využita fourierovská infračervená spektroskopie (FT-IR). Výsledky byly dále diskutovány s ohledem na platnost provedených aproximací a také na kvalitu vyrobených nanostruktur.
|
|
|
Grafenový fotodetektor využívající plazmonických efektů
Horáček, Matěj ; Hájková,, Zdenka (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vývojem nového hybridního zařízení pro fotodetekci, jehož princip se opírá o dvě velmi významné a aktuální oblasti současného vědeckého výzkumu – grafen a plazmonika. Vlastní odezva grafenu na dopadající světelné záření je v tomto zařízení značně zvýšena umístěním zlatých nanotyčinek na povrch grafenu, vykazujících jedinečnou optickou odezvu danou lokalizovanými povrchovými plazmony. Tato zvýšená fotoelektrická reakce je způsobena redistribucí energie oscilujících elektronů v nanočástici do grafenové vrstvy. Konkrétní mechanismus redistribuce energie je studován pomocí rozptylové spektroskopie jednotlivých částic, kde je zkoumán vliv počtu grafenových vrstev pod nanočásticí na rozšíření rezonančního píku. Mimořádně velké rozšíření rezonančního píku pro částice položené na grafen naznačuje přítomnost nebývalého procesu tlumení plazmonické rezonance. Toto neobvyklé tlumení je připsáno přenosu horkých elektronů ze zlaté nanotyčinky do grafenové vrstvy.
|
|
|
Rastrovací optická mikroskopie v blízkém poli (SNOM)
Majerová, Irena ; Kvapil, Michal (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Studiu optických vlastností 2D materiál je v poslední době soustředěna pozornost široké vědecké komunity pro své možné aplikace v nanofotonice a plazmonice. Tato bakalářská práce se zabývá detekcí fotoluminiscence (PL) 2D materiálu (MoS2) pomocí rastrovací optické mikroskopie v blízkém poli (SNOM). Tato PL je excitována v dalekém poli pomocí fokusovaného zeleného laseru a v blízkém poli pomocí interference povrchových plazmonových polaritonů (SPP). Monovrstvy vloček MoS2 jsou připravovány pomocí mikromechanické exfoliace na různé funkční substráty (kovové i dielektrické). Charakterizace a kvalita připravených monovrstev MoS2 je kontrolována pomocí Ramanovy optické spektroskopie. Dále jsou v práci srovnávána experimentálně získaná optická spektra PL MoS2 detekována v dalekém poli pomocí konfokální optické mikroskopie a v blízkém poli pomocí SNOM aparatury, kde v blízkém poli je pozorována až trojnásobně silnější intenzita PL tohoto 2D materiálu než v dalekém poli.
|
|
|
Arrays of plasmonic nanostructures made of phase-change materials
Kepič, Peter ; Kejík, Lukáš (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
The crystal structure of phase-change materials can be reconfigured by external stimuli, which often result in a change of materials electrical or magnetic properties. Although this effect has been already used to modulate plasmonic resonances in nanophotonics, it has not been fully examined for the two materials chosen in this work — vanadium dioxide (VO2) and iron-rhodium alloy (FeRh). Plasmonic resonances can be described as resonances of electromagnetic field in metallic nanostructures. With these nanostructures we are even able to modulate light. In this thesis, we firstly optimized electron beam lithography process for production of metal nanodiscs with 40–200nm diameters. Secondly, we measured an optical response of gold nanodiscs to better understand the nature of their plasmonic resonances and interactions between them. Lastly, we described the optimization of polycrystalline VO2 growth and measured optical responses of VO2 and FeRh nanodiscs during their respective phase transitions. Our observation of Mie’s resonances in the dielectric phase of the VO2 nanodiscs suggests, that they have a potential to act as tunable plasmonic resonators which switch from Mie’s resonances in the dielectric phase into plasmonic resonances in the metallic one. When measuring the FeRh nanodiscs, we observed plasmonic resonances in the visible part of the spectrum. These resonances can be used to facilitate FeRh transition from an anti-ferromagnetic to a ferromagnetic phase, as they could lower the required latent heat.
|
|
|
Kvantový popis superzářivosti emitorů s plazmonicky zprostředkovanou interakcí
Olivíková, Gabriela ; Chvátal, Lukáš (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Superzářivost je zesílení rychlosti spontánní emise, které má původ ve vzájemné vazbě mezi emitory. Tato práce se zabývá superradiancí skupiny emitorů, které jsou vzájemně vázány skrz plazmonickou nanočástici. Plasmonem zprostředkovaná superzářivost se projevuje výraznějším zesílením rychlosti spontánní emise, jelikož plazmonická částice poskytuje další možnost pro vyzáření energie. V rámci práce jsme vytvořili kvantový model systému emitorů vázaných k plazmonické částici, který nám umožňuje rozlišit mezi náhodným rozfázováním emitorů a jejich rekombinací. Práce ukazuje, že náhodné rozfázování může porušit kooperativní chování emitorů, které vede k superradianci. Dále je v práci popsán efekt přímé vzájemné vazby mezi emitory na časový vývoj systému v závislosti na jeho konfiguraci a jsou stanoveny podmínky, při kterých systém vyzařuje výrazně pomaleji právě z důvodu přímé vzájemné vazby.
|
host ::
RSS.